[发明专利]一种微型阵列式激光扫描投影装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种激光扫描投影装置，特别是一种微型阵列式激光扫描投影装置。

背景技术

目前，基于MEMS(Microelectromechanical Systems，微机电系统)微扫描镜和激光光源的激光扫描微型投影设备，具有体积小，亮度高，无须聚焦等优点，已初步得到应用。

其中，所用到的一个核心部件就是用于二维激光扫描的MEMS微扫描镜，它包括可动的反射镜和使反射镜绕X轴和Y轴高速转动的致动器(Actuator)。其结构通常有两种：(1)单个有万向节(Gimbal)或无万向节(Gimbal-less)的双轴微扫描镜，包括一个快扫描轴(X轴)用于行扫描和一个慢扫描轴(Y轴)用于场扫描，两个轴相互正交；(2)两个单轴微扫描镜，其中一个扫描镜负责行扫描(即X轴扫描)，它是由快速驱动器来实现完成的；另一个正交放置的单轴微扫描镜完成较慢的场扫描(Y轴扫描)。

目前，激光扫描微型投影设备所能达到的极限是：VGA(640X480)或WVGA(848X480)的分辨率和60Hz的刷新率(场扫描频率)。图像的分辨率和刷新率主要受微扫描镜的行扫描频率和激光器调制频率的限制，一般来说，微扫描镜的扫描频率越高，它的扫描角度越小，这就意味着，在距离屏幕较近的应用场合，无法获得足够大的投影图像。随着大屏幕的普及，分辨率为1080p(1920X1080)@60Hz和720p(1280X720)@60Hz的高清节目大量涌现，现有的微型激光扫描投影设备已无法满足人们对高分辨率、大屏幕投影的需求，例如，为了满足1080p(1920X1080)@60Hz，微型激光扫描投影设备的微扫描镜的行扫描频率需达到64.8KHz，其激光器的调制频率在1080p时需要达到约为124.4MHz，在720p时也要达到55.3MHz，在这样高的扫描频率和调制频率下，不仅微扫描镜在扫描时很难获得足够大的实用扫描角度，同时对于微型激光器来说，也已经达到了其调制频率的技术极限。现有技术的激光扫描微型投影设备对分辨率为1080p(1920X1080)@60Hz和720p(1280X720)@60Hz的高清节目进行投影成像时，是无法实现的。如何利用现有科技水平的器件，采用激光扫描微型投影设备，实现高分辨率、大屏幕投影，已经成为人们亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的就是提供一种阵列式激光扫描微型投影装置，利用现有技术水平的微型扫描投影器件，实现高分辨率、大屏幕投影。

为实现上述目的，本发明采用技术方案是：它包括视频分割模块、视频转换模块、激光光源模块、激光驱动调制模块、模拟微镜模块、微扫描镜控制模块和屏幕，视频分割模块输出端与视频转换模块输入端连接，视频转换模块输出端分别与激光驱动调制模块和微扫描镜控制模块的输入端连接，激光驱动调制模块的输出端与激光器电源模块的输入端连接，微扫描镜控制模块的输出端与模拟微扫描镜的输入端连接，激光光源模块发出的激光投射在MEMS微扫描镜的可动反射镜面上，经可动反射镜面反射后，投射在屏幕上；

所述的视频分割模块用于将源图像分割成2*2个小视频或图像，所述的小视频或小图像所对应的是位于原图像第1、2、3、4象限的图像；

所述的视频转换模块用于接收被分割的小视频或小图像，并把接收到的小视频或小图像转换成激光器驱动调制电路和微扫描镜控制电路能够识别和控制的视频信号；它由四个视频转换电路构成，每个视频转换电路负责接收一个象限的小视频或小图像的视频信号，并同时传送该视频信号给激光驱动调制模块和微扫描镜控制模块。

所述的激光驱动调制模块用于接受来自视频转换模块输出的视频信号，用来控制激光光源模块中的激光器；它由四个激光驱动调制电路，分别与视频转换模块中的四个视频转换电路相对应，每个激光驱动调制电路只负责接收与它对应的视频转换电路发来的视频信号；

所述激光光源模块根据激光驱动调制模块的驱动控制信号完成激光投射工作，它是由四个呈2*2阵列方式排列的激光器组成，每个激光器与所述的激光驱动调制电路一一对应，只根据相应激光驱动调制电路的驱动控制信号来完成激光投射工作；

所述的微扫描镜控制模块用于接收来自视频转换模块发来的视频信号，并根据得到视频信号控制微扫描镜模块进行扫描工作；它是由四个微扫描镜控制电路构成，与所述的视频转换电路一一对应；

所述的模拟微镜模块根据微扫描镜控制模块的控制命令实现行扫描和场扫描，它由四个呈2*2阵列方式排列的单片MEMS微扫描镜组成；每个单片MEMS微扫描镜对应一个微扫描镜控制电路，用于完成所对应象限图像或视频的扫描。